高水分大豆膨化降低浸出毛油含磷量

左 青，何遠平，左 暉

(1.江蘇牧羊集團有限公司,江蘇 揚州 225127； 2.中儲糧鎮江糧油有限公司，江蘇 鎮江212000； 3.廣州星坤機械有限公司，廣州 570000)

大豆壓榨廠的重要產品是一級大豆油，如何提升一級大豆油的得率是油廠生產的重要工作。我國通用大豆壓榨溫脫皮工藝為：原料大豆—去鐵—清理—調質—破碎—吸皮—破碎—吸皮—壓坯—膨化—冷卻—浸出。

我們在對標過程中發現用同樣的原料、同樣的操作參數，生產的浸出毛油得率一樣，但是一級精煉油得率不同。我們尋找幾家同樣規模、同一家供應商提供成套設備的廠家，發現膨化料的翻板冷卻器的風機電流和風量不同，其他工藝參數基本相同，說明入膨化機原料的水分影響浸出大豆油的含磷量。從江蘇牧羊集團有限公司工廠的兩條大豆生產線發現，用相同品質的大豆生產的浸出毛油含磷量不同，在膨化過程中壓力和溫度作為定值情況下，只有水分能夠改變浸出毛油的含磷量。在其他操作參數不變的情況下，僅對膨化機和翻板冷卻器進行調整，發現膨化機進料水分在10%，膨化機出料水分要求為12%，在加20 kg/t蒸汽后，膨化機出料水分在10.9%。在另外一臺膨化機加20 kg/t蒸汽后膨化機出料水分達到12%，為了達到入浸水分在9.5%～10%，加大翻板冷卻器的風量進行降水。由于高水分大豆產生深度膨化，磷脂和水結合堵塞部分通道，在浸出器溶劑難滲透，從而豆粕殘油增加0.08%～0.12%，在DT中增加3～4 kg/t蒸汽汽提，浸出毛油含磷量降低300～315 mg/kg，毛油得率增加0.79%～0.82%，總體毛油得率增加0.70%～0.71%。

為了避免設備選型的影響，專門采集皇冠工藝設備和巴西泰克龍EX40型膨化機，按3 000 t/d 375 kW或450 kW兩種動力配置，龍口香馳控股選配450 kW,中儲糧鎮江糧油有限公司選配375 kW。巴西泰克龍EX40型膨化機設計要求：膨化機進口坯片水分在9%～10.5%，出口水分在10.5%～12%。格林翻板冷卻器在不加熱情況下大豆膨化料水分從12%降到9%，國產翻板冷卻器膨化料水分12%降低2.5%，保證入浸水分在9.5%。

經對標結果發現天津、山東幾家工廠大豆處理量分別4 000～6 200 t/d，原料是美國2號大豆(含油18%～22%，含蛋白質32%～35%，含皮8%～9%，顆粒5～6.25 mm，水分9%～13%，FFA≤1.5%)，浸出毛油含磷量分別在550～650 mg/kg和750 mg/kg左右。中儲糧鎮江糧油有限公司(處理量在3 500 t/d，迪斯美提供工藝和設備)一期浸出毛油含磷量在850～900 mg/kg，二期(處理量在6 000 t/d，皇冠提供工藝和設備)比一期的含磷量低150 mg/kg。迪斯美和皇冠都采取溫脫皮的工藝，中儲糧鎮江糧油有限公司所做的不同大豆水分下的浸出毛油含磷量見表1。

表1 中儲糧鎮江糧油有限公司不同大豆水分下的浸出毛油含磷量

注：大豆浸出毛油的水分、含磷量及殘溶控制標準分別為小于等于0.50%、小于等于1 000 mg/kg和小于等于100 mg/kg。

大豆調質塔的溫度在70℃，時間40 min，兩次脫皮后碎豆在1/6，溫度在58～61℃，大豆粒水分在10%～10.5%，壓坯坯片厚度在0.35～0.4 mm。對膨化大豆過程中影響浸出毛油含磷量的因素進行探討。

1 濕熱對磷脂的作用

大豆中的結合磷脂性能穩定[1]，在濕熱過程中隨著油體蛋白復合物組織的破壞，與蛋白結合的磷脂被釋放出來，如果水分高，料坯吃足水分，游離出的磷脂吸水膨脹聚集，呈凝集狀態，這種狀態的磷脂和部分色素，提油后和蛋白一起留在粕中。加熱時，隨著水分減少、溫度升高，蛋白質變性程度加深，溫度越高，磷脂膜蛋白結合物的分解越劇烈，毛油中含磷量越高。

2 正常膨化對大豆產生的作用

大豆通過機械摩擦和蒸汽的注入，膨化出料溫度控制在115～120℃、出料水分在12%、內部螺旋榨膛高壓在3.0 MPa，把大豆調質到高密度凝膠狀態，破壞生長抑制因子及原料中的微生物和脂肪酶，減少脂肪酶等對磷脂的分解作用，磷脂多以原有的狀態隨油脂一起溶解在溶劑中，浸出毛油中含磷量提高而脫膠油中的含磷量降低。

3 配置動力與處理量有關，與含磷量無關

中儲糧鎮江糧油有限公司和龍口香馳控股的膨化機都是巴西泰克龍EX40，分別配置375 kW和450 kW。泰克龍膨化機配置動力和榨膛內油料壓力變化無關，榨膛內部壓力維持在3.0 MPa，尾部錐形塞是維持內部恒定壓力移動的，產量大浮動向外移動，產量小向內移動，靠液缸液壓調節。若膨化機電機的電流大、油料水分高，則浸出毛油含磷量低。

4 水分變化影響浸出毛油的含磷量

影響膨化料熟化有3個要素，即溫度、壓力和水分[2-4]。出口膨化料溫度和內部油料受壓恒定，油料的水分存在變化。在實際生產中，如果坯片水分在10%，要達到膨化料水分在12%，膨化機加20 kg/t蒸汽基本上同于20 kg/t水，中儲糧鎮江糧油有限公司膨化機用汽量在20 kg/t，膨化機出料水分在10.9%，格林翻板冷卻器風門半開，風機電流在32%～38%。龍口香馳控股用汽量20 kg/t，膨化機出料水分達到12%，翻板冷卻器風門全開，風機電流在72%。青島渤海糧油、天津路易達孚、日照中紡糧油均是外購蒸汽，含水量高，同樣膨化機出料水分高。

膨化機[5]的出料溫度在115～120℃，大豆在膨化機內滯留時間相同，但是出料水分分別為10.9%和12%，浸出毛油含磷量分別在850～900 mg/kg和550～600 mg/kg。顯然油料在榨膛內受到的擠壓和剪切壓力不同，磷脂的結構和組分產生不同的變化。高含水蒸汽進入坯片在螺旋擠壓壓力3.0 MPa下，瞬時料坯潤濕透徹、熟化，細胞膜被破壞，磷脂和油脂游離出來，與蛋白結合狀態的磷脂被釋放出，在高水分的情況下，釋放的磷脂吸水膨脹聚集，結團成乙醚不溶物留在豆粕中。料表面、細胞壁、二次結構組織、毛細管壁均充滿水分，料坯膨脹，內部孔隙度減少，油脂和磷脂從蛋白磷脂膜出來，磷脂和多余的水分反應結團膨脹，水分滲透細胞，膨化機出料水分達到12%，進入翻板冷卻器后，需要全開風機50 Hz，開加熱器熱風，讓熱風吹膨化料進行降水而維持入浸料溫在55～58℃。

5 蒸汽含水量影響浸出毛油含磷量、豆粕殘油、DT蒸汽用量

蒸汽含水量影響浸出毛油含磷量和豆粕殘油，原因是高水分深度膨化，水分和磷脂結團堵塞部分通道，料進入浸出器，混合油的滲透差，經檢測豆粕殘油增加0.08%～0.12%，溶劑深度置換油，濕粕含溶高，深度膨化不利于瀝干，濕粕含溶高，DT蒸汽用量多(3～4 kg/t)，DC開啟熱風。中儲糧鎮江糧油有限公司采取正常水分膨化，龍口香馳控股、天津路易達孚、青島渤海糧油和日照中紡糧油采取高水分膨化操作控制要求。5家大型糧油工廠皇冠提供壓榨設備情況和大豆加工主要參數見表2。

表2 5家大型糧油工廠皇冠提供壓榨設備情況和大豆加工主要參數

6 加水裝置

外購蒸汽輸送線路長，會產生熱損和冷凝水。通過文丘里減溫裝置加水，加水量不夠。對外購過熱蒸汽在車間專門做充水裝置。

7 膨化浸出和坯片浸出對浸出毛油含磷量的影響

膨化浸出毛油得到的磷脂比坯片浸出毛油的磷脂含較高的丙酮不溶物，分別是73.4%和65.8%，膨化浸出油脂較坯片浸出油脂含較多的磷脂酰膽堿，分別是39.8%和34.2%，坯片浸出毛油的含磷量明顯低于膨化浸出毛油的含磷量。

8 前處理的要求

考慮大豆蛋白變性溫度小于等于80℃，調質塔內部的加熱溫度在70℃，大豆溫度在60～65℃，設計調質塔層數多，滯留時間60 min，容易調節水分和均質，按照生產經驗，大豆加熱時間在30 min，保溫時間在20～30 min，保溫時間長，均質效果好，在破碎和脫皮中粉末度小且容易皮仁分離。為保持破碎顆粒度小而均勻，破碎機3個月換1次輥，換輥后溶劑消耗下降，脫皮系統的密封要好，若濕冷空氣進入，造成大豆急冷，大豆外冷內熱，壓坯時易碎，關鍵是如何減少粉末度。要求大豆坯片薄而均勻，有利于破壞磷脂與其他物質形成的復合體、破壞磷脂與油體膜蛋白的結合狀態、有利于磷脂隨油一起溶出，

殘留在粕中的磷脂結合蛋白也就越少[6-7]。500 t/d壓坯機平均在33～36 d停止運行進行磨輥，要求雙輥同時磨輥，保持坯片厚度在0.35～0.4 mm。

9 結束語

將高水分大豆膨化再浸出制油，可使豆粕殘油增加0.08%～0.12%，DT中增加3～4 kg/t蒸汽汽提，浸出毛油含磷量降低300～315 mg/kg，毛油得率增加0.79%～0.82%，總體毛油得率增加0.70%～0.71%，油脂含膠溶性雜質少、油色淡，精煉中煉耗低而得率高，提升了綜合效益。

致謝：山東香馳油脂有限公司韓殿民、張志強、趙俊明和巴西膨化機代理謝東東對本項目的支持！